امکان صحبت کردن بدون تارهای صوتی با چسب هوشمندی که به گردن می‌چسبد

این چسب کوچک نه‌تنها حرکات گلو که مرتبط با گفتار است را تشخیص می‌دهد، از این حرکات برای تولید انرژی مورد نیاز برای فعالیت استفاده می‌کند؛ یعنی این دستگاه بدون نیاز به باتری یا اتصال به برق کار می‌کند. 

این دستگاه روز سه‌شنبه ۱۲ مارس در مجله «ارتباطات طبیعت» (Nature Communications) معرفی شد. این دستگاه از لحاظ تئوری می‌تواند به افرادی که به‌دلیل تارهای صوتی آسیب‌دیده دچار اختلال صوتی‌اند یا کسانی که تارهای صوتی‌شان فلج ‌شده است کمک کند، ازجمله افرادی که در حال بهبود پس از جراحی سرطان گلو هستند.

جون چن، استادیار مهندسی زیستی در دانشگاه کالیفرنیا و نویسنده اصلی این پژوهش، به لایو‌ساینس گفت که این ایده زمانی سراغش آمد که بعد از چند ساعت سخنرانی احساس کرد صدایش خسته شده است.

او به‌دنبال راهی برای حل این مشکل بود تا امکانی فراهم کند که بدون استفاده از تارهای صوتی، که به آن «چین‌خوردگی‌های صوتی» هم می‌گویند، بتوان صحبت کرد.

این فکر باعث شد چن و همکارانش چسبی ظریف طراحی کنند تا به افرادی که توانایی صحبت‌ کردن را از دست داده‌اند، یا در حال بهبود پس از اختلال صوتی زودگذرند، توانایی صحبت کردن بدهد.

از اواسط قرن نوزدهم، دانشمندان می‌دانستند که خواص مغناطیسی برخی از فلزات سخت، وقتی تحت فشار مکانیکی قرار بگیرند، قابل تغییر است. در سال ۲۰۲۱، چن و همکارانش در پژوهشی نشان دادند، که با ماده نرمی که از آهن‌رباهای ریز ساخته‌شده و در سیلیکون نازکی تعبیه شده است، می‌توانند از همین شیوه استفاده کنند.

اکنون، این تیم در جدیدترین تحقیق خود، این ماده را در وصله‌‌ای شبیه چسب به کار گرفته‌اند که به فشار ظریفی که حرکت عضلات گلو به آن وارد می‌کنند پاسخ می‌دهد.

وقتی ماهیچه‌های گلو هنگام صحبت‌کردن به حرکت درمی‌آید، این مواد با تولید سیگنال‌های الکتریکی که به گفتار بدل می‌شوند پاسخ می‌دهند.

این چسب یا وصله شامل پنج لایه نازک است. لایه بیرونی آن سیلیکون انعطاف‌پذیر است و لایه میانی یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که با حرکت ماهیچه‌های گلو تغییر می‌کند و لایه‌های سیم مسی اطراف این تغییرات را به سیگنال‌های الکتریکی بدل می‌کنند. سپس این سیگنال‌های الکتریکی به یک الگوریتم یادگیری ماشینی داده می‌شود که پالس‌ها (ضربه‌ها) را به گفتار تبدیل می‌کند.

این وصله یا چسب جدید انعطاف‌پذیر است و به گردن می‌چسبد. چن می‌گوید محققان قصد دارند در آینده توانایی دستگاه را برای ترجمه جملات افزایش دهند.